JP5020339B2 - Variable valve operating device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、吸気弁の作動角(の大きさ)を変化させる作動角変更機構と、クランクシャフトの位相に対する吸気弁の作動角の中心位相(バルブタイミング)を変化させる位相変更機構と、を備えた内燃機関の可変動弁装置に関する。 The present invention includes an operating angle changing mechanism that changes the operating angle (size) of the intake valve, and a phase changing mechanism that changes the center phase (valve timing) of the operating angle of the intake valve with respect to the phase of the crankshaft. The present invention relates to a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine.
内燃機関の分野では、機関運転条件に応じて吸気弁のバルブリフト特性を高度に制御し、最適な作動特性を得るために、吸気弁の作動角(及びバルブリフト量)を連続的に変更可能な作動角変更機構と、この作動角の中心位相を連続的に変更可能な位相変更機構と、を併用した可変動弁装置が提案されている。 In the field of internal combustion engines, the intake valve operating angle (and valve lift amount) can be continuously changed in order to highly control the valve lift characteristics of the intake valves according to engine operating conditions and to obtain optimal operating characteristics. There has been proposed a variable valve operating apparatus that uses a combination of an operating angle changing mechanism and a phase changing mechanism capable of continuously changing the center phase of the operating angle.
このような可変動弁装置を用いた場合、作動角や中心位相の設定の自由度を高め、幅広い運転状況に対応するために、作動角変更機構による作動角の変更範囲及び位相変更機構による中心位相の変更範囲をできるだけ大きく確保したい。また、各変更機構を個々に独立して駆動させたい。 When such a variable valve system is used, the operating angle change range by the operating angle changing mechanism and the center by the phase changing mechanism are increased in order to increase the degree of freedom in setting the operating angle and the center phase and to cope with a wide range of operating conditions. I want to keep the phase change range as large as possible. In addition, we want to drive each change mechanism independently.
しかしながら、このように変更範囲を大きくすると、排気上死点近傍で吸気弁とピストンとが干渉するおそれがある。具体的には、吸気弁の作動角が大きい状況で、その中心位相を大きく進角させる場合や、中心位相を大きく進角させている状況で、その作動角を過度に増加させる場合のように、大作動角化と進角化とが同時期に行われると、吸気弁とピストンとが干渉するおそれがる。 However, if the change range is increased in this way, the intake valve and the piston may interfere in the vicinity of the exhaust top dead center. Specifically, when the operating angle of the intake valve is large, the central phase is greatly advanced, or when the central phase is greatly advanced, the operating angle is excessively increased. If the large operating angle and the advanced angle are performed at the same time, the intake valve and the piston may interfere with each other.
このような吸気弁とピストンとの干渉を回避するために、現実的には、大作動角化と進角化とが同時期に行われないように制御マップ等が予め設定される。しかしながら、制御のフェール時等には、やはり吸気弁とピストンとが接触する可能性が残されている。このような吸気弁とピストンとが接触する可能性を確実に無くすために、両変更機構による初期の変更範囲を予め狭く設定すると、吸気弁のバルブリフト特性の設定の自由度が低くなり、所期の作動特性が得られない。 In order to avoid such interference between the intake valve and the piston, practically, a control map or the like is set in advance so that the large operating angle and the advanced angle are not performed at the same time. However, there is still a possibility that the intake valve and the piston come into contact when the control fails. In order to eliminate the possibility of such contact between the intake valve and the piston, if the initial change range by both the change mechanisms is set narrow in advance, the degree of freedom in setting the valve lift characteristics of the intake valve is reduced, and The operating characteristics of the period cannot be obtained.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、作動角変更機構及び位相変更機構の初期変更範囲を狭めることなく、吸気弁とピストンとの干渉を完全に(機械的に)回避することを一つの目的としている。 The present invention has been made in view of such problems, and completely (mechanically) avoids interference between the intake valve and the piston without narrowing the initial change range of the operating angle changing mechanism and the phase changing mechanism. One purpose is to do.
本発明に係る内燃機関の可変動弁装置は、吸気弁の作動角(及び/又はバルブリフト量)を変化させる作動角変更機構と、上記吸気弁の作動角の中心位相を(クランクシャフトの回転位相に対して)変化させる位相変更機構と、を有している。各変更機構は、好ましくは、予め設定された初期の変更範囲内で連続的に変更可能である。位相変更機構としては、後述する実施形態のようにヘリカルギアを用いるタイプの他、遊星ギアを用いるタイプ、あるいはベーンを用いるタイプが挙げられる。 The variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes an operating angle changing mechanism for changing an operating angle (and / or valve lift amount) of an intake valve, and a center phase of the operating angle of the intake valve (rotation of a crankshaft). And a phase change mechanism that changes the phase). Each change mechanism is preferably changeable continuously within a preset initial change range. Examples of the phase changing mechanism include a type using a planetary gear or a type using a vane in addition to a type using a helical gear as in the embodiments described later.
そして、上記位相変更機構の作動に機械的に連動し、上記中心位相の進角度合いが大きい場合に、上記作動角の拡大を規制する作動角規制体と、上記作動角変更機構の作動に機械的に連動し、上記作動角が大きい場合に、上記中心位相の進角を規制する位相規制体と、の少なくとも一方、好ましくは双方を有することを特徴としている。 Then, mechanically interlocking with the operation of the phase change mechanism, and when the advancement degree of the center phase is large, an operation angle restricting body that restricts the expansion of the operation angle, and the operation of the operation angle change mechanism And at least one of the phase restricting body for restricting the advance angle of the center phase when the operating angle is large, preferably both.
このような規制体を設けることにより、各変更機構による作動角や中心位相の初期の変更範囲を予め狭く設定することなく、制御フェール時等にも吸気弁とピストンとが干渉する可能性を確実に無くすことができる。従って、バルブリフト特性の設定の自由度を犠牲にすることなく、信頼性を向上することができる。 By providing such a restricting body, the possibility of interference between the intake valve and the piston can be ensured even during a control failure without setting the initial change range of the operating angle and center phase by each change mechanism in advance. Can be eliminated. Therefore, reliability can be improved without sacrificing the degree of freedom in setting the valve lift characteristics.
典型的には、クランクシャフトに連動して回転する駆動軸と略平行に延びる作動角制御軸と、上記駆動軸に沿ってスライド可能な位相制御スライダと、を有し、上記作動角制御軸を回動することにより作動角が変化し、上記位相制御スライダをスライドさせることにより中心位相が変化する。 Typically, an operating angle control shaft extending substantially parallel to a drive shaft that rotates in conjunction with the crankshaft, and a phase control slider that can slide along the drive shaft, the operating angle control shaft being The operating angle is changed by turning, and the center phase is changed by sliding the phase control slider.
そして、上記位相制御スライダと一体的にスライドする上記作動角規制体により、上記位相規制体の回転範囲が制限されるとともに、上記作動角制御軸と一体的に回転する上記位相規制体により、上記作動角規制体のスライド範囲が制限される。つまり、作動角や位相の変更に伴う作動角制御軸や位相制御スライダの動作を利用した簡素な構造で、両規制体の動作を互いに制限するように構成されている。 The rotation range of the phase restricting body is limited by the operating angle restricting body that slides integrally with the phase control slider, and the phase restricting body that rotates integrally with the operating angle control shaft The slide range of the operating angle restricting body is limited. That is, it is configured to restrict the operations of the two restrictors with a simple structure using the operation of the operation angle control shaft and the phase control slider accompanying the change of the operation angle and phase.
上記作動角変更機構は、好ましくは、上記駆動軸に偏心して設けられた駆動偏心カムと、この駆動偏心カムに回転可能に外嵌する第1リンクと、上記作動角制御軸に偏心して設けられた制御カムと、この制御カムに回転可能に外嵌するとともに、一端が上記第1リンクに連結されたロッカーアームと、上記駆動軸に揺動可能に設けられ、上記吸気弁を駆動する揺動カムと、上記ロッカーアームの他端と揺動カムとに連結された第2リンクと、を有している。 The working angle changing mechanism preferably includes a driving eccentric cam provided eccentrically to the drive shaft, a first link rotatably fitted on the eccentric drive cam, is provided eccentrically to the operating angle control shaft A control cam, a rocker arm that is rotatably fitted to the control cam and has one end connected to the first link, and a swing that is swingably provided on the drive shaft and drives the intake valve. A cam, and a second link connected to the other end of the rocker arm and the swing cam.
このような構成の作動角変更機構は、吸気弁を押圧する揺動カムが駆動軸と同軸上に配置されているため、揺動カムと駆動軸との軸ズレ等を生じるおそれがなく、制御精度に優れていると共に、各第1,第2リンクやロッカーアーム等の各リンク要素を駆動軸の周囲に集約させて、機構のコンパクト化を図ることができる。また、駆動偏心カムと第1リンクとの軸受部や、制御カムとロッカーアームとの軸受部のように、部材間の連結部の多くが面接触となっているため、潤滑が行いやすく、耐久性,信頼性にも優れている。更に、固定カム及びカムシャフトを用いた一般的な内燃機関に適用する場合にも、これら固定カム及びカムシャフトの位置に揺動カム及び駆動軸を配置すれば良く、レイアウトの変更点が非常に少なくて済むため、既存の内燃機関にも容易に適用することができる。そして、吸気弁又は排気弁の作動角及びバルブリフト量を機関運転状態に応じて任意の大きさに連続的に調整できるため、設定の自由度が高く、機関運転状況に応じて燃費や出力等の運転性能を効率的に向上させることができる。 The operating angle changing mechanism configured as described above has a swing cam that presses the intake valve disposed coaxially with the drive shaft, so there is no risk of shaft misalignment between the swing cam and the drive shaft. In addition to being excellent in accuracy, the link elements such as the first and second links and the rocker arm are gathered around the drive shaft, and the mechanism can be made compact. Also, since many of the connecting parts between the members are in surface contact, such as the bearing part of the drive eccentric cam and the first link and the bearing part of the control cam and the rocker arm, it is easy to lubricate and durable. Excellent in reliability and reliability. Furthermore, when applied to a general internal combustion engine using a fixed cam and a camshaft, the swing cam and the drive shaft may be arranged at the positions of the fixed cam and the camshaft, and the layout changes are very much. Since it is less, it can be easily applied to existing internal combustion engines. And since the operating angle and valve lift amount of the intake valve or exhaust valve can be continuously adjusted to any size according to the engine operating state, the degree of freedom of setting is high, fuel consumption, output etc. according to the engine operating situation The driving performance can be improved efficiently.
上記位相変更機構は、好ましくは、クランクシャフトと同期して回転する外周ギアと、この外周ギアの内側に同軸状に配設され、上記駆動軸と一体的に回転する内周ギアと、上記位相制御スライダに設けられ、上記外周ギア及び内周ギアの双方に噛合する略筒状のヘリカルギアと、を有している。 The phase change mechanism preferably includes an outer peripheral gear that rotates in synchronization with the crankshaft, an inner peripheral gear that is coaxially disposed inside the outer peripheral gear and rotates integrally with the drive shaft, and the phase. A substantially cylindrical helical gear that is provided on the control slider and meshes with both the outer peripheral gear and the inner peripheral gear.
従って、クランクシャフトと同期して外周ギアが回転すると、ヘリカルギアを介して内周ギア及び駆動軸が回転する。また、機関運転状態に応じて位相制御スライダを駆動軸に沿ってスライドさせることにより、ヘリカルギアに噛合する外周ギアと内周ギアとが相対的に回転して、クランクシャフトに対する駆動軸の位相が変化し、吸気弁の作動角の中心位相が変化する。 Therefore, when the outer peripheral gear rotates in synchronization with the crankshaft, the inner peripheral gear and the drive shaft rotate via the helical gear. In addition, by sliding the phase control slider along the drive shaft according to the engine operating state, the outer peripheral gear and the inner peripheral gear meshing with the helical gear rotate relatively, and the phase of the drive shaft with respect to the crankshaft is changed. As a result, the center phase of the operating angle of the intake valve changes.
このような位相変更機構は、駆動軸の一端部にヘリカルギア等を設けるという比較的簡素な構造であり、既存の機関にも容易に適用可能で、かつ、吸気弁の作動角の中心位相を連続的に変化させることができるため、設定の自由度も高い。 Such a phase change mechanism is a relatively simple structure in which a helical gear or the like is provided at one end of the drive shaft, can be easily applied to an existing engine, and the center phase of the operating angle of the intake valve is set. Since it can be changed continuously, the degree of freedom of setting is also high.
より具体的には、上記作動角規制体が、上記駆動軸の外周にスライド可能に外嵌するストッパーであり、上記位相規制体が、上記制御軸の外周に固定又は一体的に形成された略扇状のアームであり、上記ストッパーとアームとは互いの移動範囲へ進出可能である。この場合、ストッパー及びアームを主体とする簡素な構造で、両者の移動範囲を相互に制限することができる。 More specifically, the operating angle restricting body is a stopper that is slidably fitted on the outer periphery of the drive shaft, and the phase restricting body is fixed or integrally formed on the outer periphery of the control shaft. It is a fan-shaped arm, and the stopper and the arm can advance into the mutual movement range. In this case, the movement range of both can be mutually limited with a simple structure mainly composed of a stopper and an arm.
本発明によれば、各変更機構による作動角や中心位相の初期の変更範囲を予め狭く設定することなく、制御フェール時等にも吸気弁とピストンとが干渉する可能性を確実に無くすことができる。従って、バルブリフト特性の設定の自由度を犠牲にすることなく、信頼性を向上することができる。 According to the present invention, it is possible to reliably eliminate the possibility of interference between the intake valve and the piston even at the time of a control failure or the like without setting the initial change range of the operating angle and the center phase by each changing mechanism in advance. it can. Therefore, reliability can be improved without sacrificing the degree of freedom in setting the valve lift characteristics.
図1は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の可変動弁装置を示す概略構成図である。この可変動弁装置は、主として吸気弁1の作動角及びバルブリフト量の大きさを連続的に変化させる作動角変更機構10と、この吸気弁1の作動角の中心位相(バルブタイミング)をクランクシャフトの位相に対して変化させる位相変更機構20と、を備えている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. This variable valve operating device mainly cranks the operating
先ず、作動角変更機構10の構成について説明すると、吸気弁1の上方には、互いに平行に気筒列方向へ延びる駆動軸11及び作動角制御軸12がシリンダヘッド2(図3,4参照)に回転可能に支持されている。駆動軸11は、後述する位相変更機構20を介してクランクシャフト(図示省略)から伝達される回転動力により軸周りに回転駆動される。この駆動軸11には、各吸気弁1のバルブリフタ1aに当接してこれを押圧する揺動カム13が回転可能に外嵌されているとともに、この駆動軸11に対して偏心する駆動偏心カム14が各気筒毎に固定されており、この駆動偏心カム14の外周にはリング状の第1リンク15が回転可能に外嵌している。また、作動角制御軸12には、各気筒毎に制御カム16が偏心して固定されており、この制御カム16の外周にはロッカーアーム17が回転可能に外嵌している。ロッカーアーム17の一端部は第1リンク15の先端部と連結されており、このロッカーアーム17の他端部は、ロッド状の第2リンク18の一端と連結されている。この第2リンク18の他端部は、揺動カム13の先端部と連結されている。
First, the configuration of the operating
このような構成により、クランクシャフトに連動して駆動軸11が回転すると、駆動偏心カム14を介して第1リンク15がほぼ並進作動し、この第1リンク15に連結するロッカーアーム17が制御カム16周りに揺動し、第2リンク18を介して揺動カム13が揺動する。この揺動カム13の揺動動作に応じて吸気弁1のバルブリフタ1aが押圧され、吸気弁1が開閉作動する。
With this configuration, when the
また、機関運転状態に応じて作動角制御軸12を回動すると、ロッカーアーム17の揺動中心となる制御カム16の位置が変化して、ロッカーアーム17及びリンク15,18の姿勢が変化する。これにより、揺動カム13の揺動範囲や位相が変化して、主に吸気弁1の作動角の大きさ及びバルブリフト量が変化する。
Further, when the operating
このような構成の作動角変更機構10は、吸気弁1のバルブリフタ1aを押圧する揺動カム13が駆動軸11と同軸上に配置されているため、揺動カム13と駆動軸11との軸ズレ等を生じるおそれがなく、制御精度に優れていると共に、各リンク要素15,17,18を駆動軸11の周囲に集約させて、機構のコンパクト化を図ることができる。また、駆動偏心カム14と第1リンク15との軸受部や、制御カム16とロッカーアーム17との軸受部のように、部材間の連結部の多くが面接触となっているため、潤滑が行いやすく、耐久性,信頼性にも優れている。
In the operating
更に、固定カム及びカムシャフトを用いた一般的な内燃機関に適用する場合にも、これら固定カム及びカムシャフトの位置に揺動カム13及び駆動軸11を配置すれば良く、レイアウトの変更が非常に少なくて済むため、既存の内燃機関にも容易に適用することができる。
Further, when applied to a general internal combustion engine using a fixed cam and a camshaft, the
そして、吸気弁1の作動角及びバルブリフト量を機関運転状態に応じて任意の大きさに連続的に調整できるため、設定の自由度が高く、機関運転状況に応じて燃費や出力等の運転性能を効果的に向上させることができる。 And since the operating angle and valve lift amount of the intake valve 1 can be continuously adjusted to an arbitrary magnitude according to the engine operating state, the degree of freedom of setting is high, and the fuel consumption, output, etc. according to the engine operating situation The performance can be improved effectively.
図3(A)及び図4(A)は、ヘリカルギア21を利用した位相変更機構20を示している。スプロケット22は、チェーン又はタイミングベルト(図示省略)を介してクランクシャフトから回転動力が伝達され、クランクシャフトと同期して回転するもので、このスプロケット22の内周側に、外周ギア23が一体に形成されている。一方、上記の駆動軸11の一端部には、筒状の内周ギア24が一体的に固定されており、この内周ギア24は、外周ギア23の内側に同軸状に配設されている。ヘリカルギア21は、外周ギア23及び内周ギア24の双方に噛合する略筒状をなしている。
3A and 4A show a
このような構成により、クランクシャフトと同期してスプロケット22が回転すると、この回転動力が外周ギア23,ヘリカルギア21,及び内周ギア24を経由して駆動軸11に伝達され、この駆動軸11が回転駆動される。
With such a configuration, when the
また、ヘリカルギア21の軸方向一端面には油圧室25が臨んでおり、この油圧室25内の作動油圧が所定値以上となると、ヘリカルギア21がリターンスプリング26の付勢力に抗して駆動軸11に沿って軸方向へスライドする。つまり、機関運転状態に応じて油圧室25内の油圧を切換制御することにより、ヘリカルギア21が駆動軸11に沿ってスライドする。これにより、ヘリカルギア21に噛合する内周ギア24と外周ギア23とが相対的に回転して、クランクシャフトに対する駆動軸11の位相が変化し、吸気弁1の作動角の中心位相が変化する。
A
このような位相変更機構20は、スプロケット22と駆動軸11の一端部との間にヘリカルギア等を設けるという比較的簡素な構造であり、既存の機関にも容易に適用可能で、かつ、吸気弁1の作動角の中心位相を連続的に変化させることができるため、設定の自由度も高い。
Such a
再び図1を参照して、作動角制御軸12の一端には、この制御軸12を所定の制御範囲内で回動,保持する作動角アクチュエータ31が連結されている。このアクチュエータ31は、供給される油圧に応じて作動する油圧アクチュエータであり、このアクチュエータ31への供給油圧は、油圧制御弁等を備えた作動角用油圧装置33によって切換,調節される。一方、位相変更機構20は、油圧室25への供給油圧に応じてヘリカルギア21(位相制御スライダ)をスライドさせる油圧アクチュエータとしての機能を有しており、この油圧室25への供給油圧は、油圧制御弁等を備えた位相用油圧装置34によって切換,調節される。
Referring to FIG. 1 again, one end of the operating
ECU(エンジンコントロールユニット)35は、各種センサにより検出又は推定されるバルブリフト量,負荷,機関回転数,及び油水温等に基づいて、燃料噴射制御等の一般的な機関制御を行う他、油圧装置33,34へ制御信号を出力し、これら油圧装置33,34の動作を制御している。
The ECU (engine control unit) 35 performs general engine control such as fuel injection control based on the valve lift amount, load, engine speed, oil temperature, etc. detected or estimated by various sensors, as well as hydraulic pressure. Control signals are output to the
図2は、各運転条件における具体的な吸気弁開閉時期の好ましい一設定例を示しており、図中のφは吸気弁の作動角の中心位相を表している。なお、この設定内容は、例えば制御マップの形でECU35のメモリ内に予め格納されている。
FIG. 2 shows a preferable setting example of the specific intake valve opening / closing timing in each operating condition, and φ in the figure represents the center phase of the operating angle of the intake valve. This setting content is stored in advance in the memory of the
アイドル域では、IVC(吸気弁閉時期)を下死点近傍として実圧縮比を高め、燃焼を安定させると共に、lVC(吸気弁開時期)を上死点より遅らせ、小リフト・小作動角とすることにより、吸気の流速を高めている。これによって、アイドリング時の燃責及び燃焼安定性を著しく向上させることができる。具体的には、中心位相φを(最)遅角位相、吸気作動角を(最)小作動角の設定としている。 In the idle range, IVC (intake valve closing timing) is set near the bottom dead center, the actual compression ratio is increased, combustion is stabilized, and lVC (intake valve opening timing) is delayed from the top dead center. By doing so, the flow velocity of the intake air is increased. As a result, it is possible to remarkably improve the combustion responsibility and combustion stability during idling. Specifically, the center phase φ is set to the (maximum) retardation phase, and the intake operation angle is set to the (maximum) small operation angle.
R/L域(定常走行域)では、ポンピングロスを低減させるため、中心位相φを進角させてlVOをほぼ上死点とし、IVCを早めて実際の吸入ストロークを減少させている。つまり、上記のアイドル域に比して、主に中心位相φを進角させている。 In the R / L region (steady travel region), in order to reduce the pumping loss, the central phase φ is advanced to make lVO almost the top dead center, and IVC is advanced to reduce the actual suction stroke. That is, the center phase φ is mainly advanced as compared with the above-described idle region.
加速域では、R/L域に比して中心位相φを更に進角させるとともに、作動角を若干増大させて、lVOを上死点前に早め、残留ガスを混合気に混ぜる内部還流効果によって、更なる燃費性能の向上を図っている。 In the acceleration region, the central phase φ is further advanced as compared with the R / L region, and the operating angle is slightly increased, so that the lVO is advanced before the top dead center, and the residual gas is mixed with the air-fuel mixture. In order to further improve fuel efficiency.
全開域では、低速時と高速時で設定が多少異なるが、上記の加速域に対し、回転数の増加に伴って中心位相φを遅角させるとともに作動角を拡大させて、主に最大出力の向上を図っている。 In the fully open range, the setting is slightly different between low speed and high speed.However, the center phase φ is retarded and the operating angle is increased with the increase in the rotational speed, and the maximum output is mainly achieved. We are trying to improve.
この図2に示すように、予め設定される制御の内容では、例えば全開域では作動角の増加に伴って中心位相φを遅角させており、作動角と中心位相の進角量とが同時期に過度に大きくなることはない。従って、制御が良好に行われている限り、吸気弁1とピストンとが干渉するおそれはない。 As shown in FIG. 2, in the control content set in advance, for example, in the fully open region, the center phase φ is retarded as the operating angle increases, and the operating angle and the advance amount of the center phase are the same. It doesn't get too big in time. Therefore, as long as the control is performed well, there is no possibility that the intake valve 1 and the piston interfere with each other.
しかしながら、仮に制御フェール時等に作動角と中心位相の進角量とが同時期に過度に大きくなると、吸気弁1とピストンとが干渉する可能性が残されている。このような干渉の可能性を完全に排除するために、本実施形態では、図3〜5に示すように、位相変更機構20の作動に機械的に連動し、中心位相の進角度合いが所定位相P3よりも大きい場合に、作動角が所定値Q3を越えて拡大することを機械的に禁止,規制する作動角規制体としてのストッパー41と、作動角変更機構10の作動に機械的に連動し、作動角が所定値Q3よりも大きい場合に、中心位相の所定位相P3を越える進角を規制する位相規制体としてのアーム42と、を有している。
However, if the operating angle and the advance amount of the center phase become excessively large at the same time, such as during a control failure, there is a possibility that the intake valve 1 and the piston interfere with each other. In order to completely eliminate the possibility of such interference, in the present embodiment, as shown in FIGS. 3 to 5, mechanically interlocked with the operation of the
アーム42は、上記の作動角制御軸12に固定又は一体的に形成され、この作動角制御軸12と一体的に回転するもので、作動角制御軸12の外周より放射状に張り出した所定厚さの略扇状をなしている。
The
ストッパー41は、駆動軸11の外周にスライド可能に外嵌されており、上記のヘリカルギア21と一体的に駆動軸11に沿ってスライドする位相制御スライダ43の一部を構成している。つまり、位相制御スライダ43は、駆動軸11内にスライド可能に配設された筒状のカラー44と、このカラー44の一端に固定ボルト45で固定されるとともに、ヘリカルギア21の一端に固定ピン46で固定されたジョイント47と、カラー44の他端に固定ボルト48で固定されるとともに、ストッパー41の内周凹部に嵌合する連結ピン49と、を有している。
The
ストッパー41には、シリンダヘッド2に設けられた径方向位置決め突起部3に嵌合可能な位置決め凹部41aが形成されているとともに、アーム42の回転範囲を規制する段部41bが形成されている。また、固定ボルト45,48及びカラー44は、油圧室25への油路を確保するように中空状に形成されている。更に、連結ピン49が径方向に挿通する駆動軸11の径方向孔11aは、連結ピン49の軸方向の移動を許容するように、軸方向にも延長形成されている。なお、カラー44はヘリカルギア21とともに回転するが、連結ピン49はカラー44に対して相対回転可能に連結されている。
The
次に、図3〜5を参照して、本実施形態の作用,効果について詳述する。なお、位相制御スライダ43が図3,4(A)の左方向へスライド移動すると、吸気弁1の作動角の中心位相が進角し、作動角制御軸12及びアーム42が図3,4(B)の時計周り方向に回転すると、吸気弁の作動角が拡大するように設定されている。吸気弁1の作動角の中心位相が所定位相P3(図5参照)よりも進角している進角状態では、図3(A)に示すように、ストッパー41の段部41bがアーム42の回転範囲まで軸方向へ入り込んでおり、このストッパー41によって、アーム42及び作動角制御軸12の大作動角側(時計周り方向)への回転範囲が制限される。この結果、作動角変更機構10による作動角の変更可能範囲が最小作動角Q1から所定値Q3までに制限され、この所定値Q3を越えて拡大することが機械的に禁止,規制される。
Next, with reference to FIGS. 3-5, the effect | action and effect of this embodiment are explained in full detail. When the
一方、中心位相が所定位相P3よりも遅角している遅角状態では、図4(A)に示すように、ストッパー41の段部41bがアーム42の回転範囲よりも右側へ外れた位置へ待避することとなり、このストッパー41によりアーム42の回転範囲が規制されることはない。従って、作動角変更機構10により吸気弁の作動角を最小作動角Q1から最大作動角Q2までの全範囲にわたって変更可能である。
On the other hand, in the retarded state where the center phase is retarded from the predetermined phase P3, as shown in FIG. 4A, the stepped
また、吸気弁1の作動角が所定値Q3よりも大きい大作動角状態では、図4(A)に示すように、アーム42の一部がストッパー41のスライド範囲まで入り込むこととなり、このストッパー41の端面がアーム42に当接する位置までに、ストッパー41の作動角拡大方向(図の左方向)へのスライド移動が機械的に禁止,規制される。従って、このような大作動角状態では、アーム42によって、ストッパー41を含む位相制御スライダ43のスライド範囲が制限されて、中心位相の変更可能範囲が最遅角位相P1から所定位相P3までに制限され、この所定位相P3を越える中心位相の進角が機械的に禁止,規制される。
When the operating angle of the intake valve 1 is larger than the predetermined value Q3, a part of the
一方、作動角が所定値Q3よりも小さい小作動角の状態では、図3(B)に示すように、アーム42がストッパー41のスライド範囲から外れた位置に待避されるため、このアーム42によりストッパー41のスライド範囲が制限されることはない。このため、位相変更機構20により中心位相を最遅角位相P1から最進角位相P2までの全範囲にわたって変更可能である。
On the other hand, in a state where the operating angle is a small operating angle smaller than the predetermined value Q3, the
以上のように、本実施形態によれば、作動角や中心位相の変更に応じて機械的に作動(回転又はスライド)するアーム42及びストッパー41を利用した簡素な構造で、両者41,42の移動範囲を相互に制限することにより、作動角が所定値Q3よりも大きい大作動角状態と中心位相が所定位相P3よりも進角している進角状態とが同時に表れる事態、つまり図5の斜線αで示す領域へ移行する事態を、機械的に確実に禁止することができる。従って、制御フェール時等においても、吸気弁1とピストンとが干渉する可能性を完全に無くすことができる。
As described above, according to the present embodiment, a simple structure using the
1…吸気弁
10…作動角変更機構
12…作動角制御軸
20…位相変更機構
21…ヘリカルギア
41…ストッパー(作動角規制体)
42…アーム(位相規制体)
43…位相制御スライダ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
42 ... arm (phase regulator)
43 ... Phase control slider
Claims (2)
上記作動角の変更に応じて機械的に作動するアームと、
上記位相変更機構の作動に機械的に連動し、上記中心位相の進角度合いが大きい場合に、上記アームの移動範囲を制限することにより上記作動角の拡大を規制する作動角規制体と、
を有することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 In a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, comprising: an operating angle changing mechanism that changes an operating angle of an intake valve; and a phase changing mechanism that changes a center phase of the operating angle of the intake valve.
An arm that operates mechanically in response to the change in the operating angle;
An operating angle restricting body that mechanically interlocks with the operation of the phase changing mechanism and restricts the expansion of the operating angle by restricting the movement range of the arm when the advance angle of the center phase is large;
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, comprising:
上記中心位相の変更に応じて機械的に作動するストッパーと、
上記作動角変更機構の作動に機械的に連動し、上記作動角が大きい場合に、上記ストッパーの移動範囲を制限することにより上記中心位相の進角を規制する位相規制体と、
を有することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。 In a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, comprising: an operating angle changing mechanism that changes an operating angle of an intake valve; and a phase changing mechanism that changes a center phase of the operating angle of the intake valve.
A stopper that operates mechanically in response to the change in the center phase;
Mechanically interlocking with the operation of the operating angle changing mechanism, and when the operating angle is large, a phase restricting body that restricts the advance angle of the center phase by limiting the movement range of the stopper; and
A variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, comprising:
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